#include <iostream>
#include <functional>
#include <memory>
#include <thread>
#include <future>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <vector>

class threadpool
{
public:
    using Functor = std::function<void(void)>; // 函数包装器
    threadpool(int thr_count = 1) : _stop(false)
    {
        for (int i = 0; i < thr_count; i++)
        {
            _threads.emplace_back(&threadpool::entry, this); // 直接构造一个thread对象，比push_back高效（避免临时对象拷贝），传this给entry是因为成员函数需要对象实例才能调用            }
        }
    }
    ~threadpool()
    {
        stop();
    }

    /*
    push内部，会将这个传入的函数封装成一个异步任务（packaged_task）
    然后使用lambda生成一个可调用对象（内部执行异步任务），抛入到任务池中
    */
    template <typename F, typename... Args> // F 可调用参数的类型(函数、lambda、函数对象等等) ...Args可变模板参数
    auto push(F &&func, Args &&...args) -> std::future<decltype(func(args...))>
    { // 尾置返回类型语法，自动推导push的返回类型；&&万能引用：既能接收左值也能接收右值
        // 1.将传入的函数封装成一个packaged_task任务

        using return_type = decltype(func(args...));
        auto tmp_func = std::bind(std::forward<F>(func), std::forward<Args>(args)...); // 完美转发了，因为&&
        auto ptask = std::make_shared<std::packaged_task<return_type()>>(tmp_func);    // 需要告知函数参数、返回类型，母鸡，所以bind封装一下。
        std::future<return_type> fu = ptask->get_future();

        // 2.构造一个lambda匿名函数（捕获任务对象），函数内执行任务对象

        { // 设置一个作用域，让锁管理器根据作用域去解锁
            std::unique_lock<std::mutex> lock(_mutex);
            // 3.将构造出来的匿名函数对象，抛到任务池中
            _taskpool.push_back([ptask]()
                                { (*ptask)(); });

            _cv.notify_one(); // 唤醒一个进程
        }
        return fu;
    }

    void stop()
    {
        if(_stop) return;
        _stop = true;
        // 唤醒所有工作线程
        _cv.notify_all();
        // 等待所有进程退出
        for (auto &thread : _threads)
        {
            thread.join();
        }
        return;
    }

private:
    // 线程入口函数-内部不断地从任务池中取出任务然后执行
    void entry()
    {
        while (!_stop) // 一直取一直取
        {
            std::vector<Functor> tmp_taskpool;
            {
                // 1.加锁
                std::unique_lock<std::mutex> lock(_mutex);
                // 2.等待任务池不为空，或者_stop被置位返回
                _cv.wait(lock, [this]() { // 等待，直到被notify唤醒然后检查lambda条件，条件为真退出等待，条件为假则继续等待
                       return _stop || !_taskpool.empty();
                   });
                    // 3.取出任务进行执行
                    tmp_taskpool.swap(_taskpool); // 一次取一个太频繁了，直接全拿过来
            }
            for (auto &task : tmp_taskpool)
            {
                task();
            }
        }
    }

private:
    std::atomic<bool> _stop;           // 结束标志，原子的
    std::vector<Functor> _taskpool;    // 任务池
    std::mutex _mutex;                 // 锁
    std::condition_variable _cv;       // 条件变量
    std::vector<std::thread> _threads; // 工作线程们
};

int Add(int num1, int num2){
    return num1 + num2;
}

int main(){
    threadpool pool;
    for(int i = 0; i<10; i++){
        std::future<int> fu = pool.push(Add, 11, i);
        std::cout << fu.get() << std::endl;
    }
    pool.stop();
    return 0;
}
